Nature.com غا كىرگىنىڭىزگە رەھمەت. سىز ئىشلىتىۋاتقان تور كۆرگۈچ نۇسخىسىدا CSS نى قوللاش چەكلىك. ئەڭ ياخشى تەجرىبە ئۈچۈن، يېڭىلانغان تور كۆرگۈچ ئىشلىتىشىڭىزنى (ياكى Internet Explorer دا ماسلىشىشچانلىق ھالىتىنى ئېتىۋېتىشىڭىزنى) تەۋسىيە قىلىمىز. بۇ ئارىلىقتا، داۋاملىق قوللاشنى كاپالەتلەندۈرۈش ئۈچۈن، تور بېكەتنى ئۇسلۇبسىز ۋە JavaScriptسىز كۆرسىتىمىز.
ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا مەھسۇلاتلارنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىنى كونترول قىلىش ئۈچۈن تاللاشچان لازېر ئېرىتىشكە ئاساسلانغان يېڭى بىر مېخانىزم تەكلىپ قىلىندى. بۇ مېخانىزم مۇرەككەپ كۈچلۈكلۈك مودۇلياتسىيەلەنگەن لازېر نۇرى ئارقىلىق ئېرىتىلگەن سۇ كۆلچىكىدە يۇقىرى كۈچلۈكلۈكتىكى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنى ھاسىل قىلىشقا تايىنىدۇ. تەجرىبە تەتقىقاتلىرى ۋە سانلىق سىمۇلياتسىيەلەر بۇ كونترول مېخانىزمىنىڭ تېخنىكىلىق جەھەتتىن مۇمكىن ئىكەنلىكىنى ۋە زامانىۋى تاللاشچان لازېر ئېرىتىش ماشىنىلىرىنى لايىھىلەشكە ئۈنۈملۈك بىرلەشتۈرگىلى بولىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
مۇرەككەپ شەكىللىك زاپچاسلارنى قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش (AM) يېقىنقى ئون يىللاردا زور دەرىجىدە ئاشتى. قانداقلا بولمىسۇن، تاللاش خاراكتېرلىك لازېر ئېرىتىش (SLM)1،2،3، بىۋاسىتە لازېر مېتال چۆكمىسى4،5،6، ئېلېكترون نۇرى ئېرىتىش7،8 ۋە باشقىلار9،10 قاتارلىق قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش جەريانلىرىنىڭ كۆپ خىللىقىغا قارىماي، زاپچاسلاردا نۇقسان بولۇشى مۇمكىن. بۇ ئاساسلىقى ئېرىتمە كۆلچىكىنىڭ قېتىش جەريانىنىڭ يۇقىرى ئىسسىقلىق گرادىيېنتى، يۇقىرى سوۋۇتۇش سۈرئىتى ۋە ئېرىتىش ۋە قايتا ئېرىتىش ماتېرىياللىرىدىكى قىزىتىش دەۋرىيلىكىنىڭ مۇرەككەپلىكى11 بىلەن مۇناسىۋەتلىك بولۇپ، بۇ ئېپىتاكسىيەلىك دانچە ئۆسۈشى ۋە كۆرۈنەرلىك تۆشۈكلۈكنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ12،13. نەتىجىلەر شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، ئىنچىكە تەڭ ئوقلۇق دانچە قۇرۇلمىسىغا ئېرىشىش ئۈچۈن ئىسسىقلىق گرادىيېنتى، سوۋۇتۇش سۈرئىتى ۋە قېتىشما تەركىبىنى كونترول قىلىش ياكى ھەر خىل خۇسۇسىيەتتىكى سىرتقى مەيدانلار (مەسىلەن، ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى) ئارقىلىق قوشۇمچە فىزىكىلىق زەربە بېرىش زۆرۈر.
نۇرغۇن نەشر بۇيۇملىرى ئەنئەنىۋى قۇيۇش جەريانلىرىدا تىترەش بىر تەرەپ قىلىشنىڭ قېتىش جەريانىغا بولغان تەسىرىگە مۇناسىۋەتلىك14،15. قانداقلا بولمىسۇن، كۆپ مىقداردىكى ئېرىتمىلەرگە تاشقى مەيدان قوللىنىش كېرەكلىك ماتېرىيال مىكرو قۇرۇلمىسىنى ھاسىل قىلمايدۇ. ئەگەر سۇيۇق باسقۇچنىڭ ھەجىمى كىچىك بولسا، ئەھۋال زور دەرىجىدە ئۆزگىرىدۇ. بۇ خىل ئەھۋالدا، تاشقى مەيدان قېتىش جەريانىغا زور تەسىر كۆرسىتىدۇ. كۈچلۈك ئاۋاز مەيدانلىرىدا16،17،18،19،20،21،22،23،24،25،26،27، قوس ئارىلاشتۇرۇش28 ۋە تەۋرىنىش29، ئىمپۇلسلىق پلازما قوس30،31 ۋە باشقا ئۇسۇللاردا32 ئېلېكترو ماگنىتلىق تەسىرلەر كۆزدە تۇتۇلغان. سىرتقى يۇقىرى كۈچلۈك ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى مەنبەسى (20 kHz دا) ئارقىلىق ئاساسىي قاتلامغا چاپلىنىدۇ. ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى كەلتۈرۈپ چىقارغان داننىڭ پاكىزلىنىشى تېمپېراتۇرا گرادىيېنتىنىڭ تۆۋەنلىشى ۋە ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ كۈچىيىشى سەۋەبىدىن كاۋىتاتسىيە ئارقىلىق يېڭى كرىستاللىتلارنى ھاسىل قىلىش ئۈچۈن تەركىبنىڭ سوۋۇتۇش رايونىنىڭ ئېشىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك.
بۇ ئەسەردە، بىز ئېرىتكۈچى لازېرنىڭ ئۆزى ھاسىل قىلغان ئاۋاز دولقۇنى بىلەن ئېرىتكەن كۆلچەكنى ئاۋاز دولقۇنى بىلەن قوزغىتىش ئارقىلىق ئاۋستېنىتلىق داتلاشماس پولاتنىڭ دانچە قۇرۇلمىسىنى ئۆزگەرتىش ئېھتىماللىقىنى تەكشۈردۇق. نۇرنى سۈمۈرگۈچى مۇھىتقا چۈشكەن لازېر نۇرىنىڭ كۈچلۈكلۈك مودۇلياتسىيەسى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ ھاسىل بولۇشىغا ئېلىپ كېلىدۇ، بۇ ماتېرىيالنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىنى ئۆزگەرتىدۇ. لازېر نۇرىنىڭ بۇ كۈچلۈكلۈك مودۇلياتسىيەسىنى مەۋجۇت SLM 3D پرىنتېرلىرىغا ئاسانلا بىرلەشتۈرگىلى بولىدۇ. بۇ ئەسەردىكى سىناقلار يۈزى كۈچلۈكلۈك مودۇلياتسىيەلەنگەن لازېر نۇرىغا ئۇچرىغان داتلاشماس پولات تاختىلاردا ئېلىپ بېرىلدى. شۇڭا، تېخنىكىلىق جەھەتتىن لازېر يۈزى بىر تەرەپ قىلىنىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، ئەگەر بۇنداق لازېر بىر تەرەپ قىلىش ھەر بىر قەۋەتنىڭ يۈزىدە قەۋەت-قەۋەت قۇرۇلغاندا ئېلىپ بېرىلسا، پۈتۈن ھەجىمگە ياكى ھەجىمنىڭ تاللانغان قىسىملىرىغا تەسىر كۆرسىتىدۇ. باشقىچە قىلىپ ئېيتقاندا، ئەگەر بۇ قىسىم قەۋەت-قەۋەت قۇرۇلسا، ھەر بىر قەۋەتنىڭ لازېر يۈزى بىر تەرەپ قىلىنىشى «لازېر ھەجىم بىر تەرەپ قىلىش»قا باراۋەر.
ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ئېنېرگىيىسى پۈتۈن زاپچاسقا تارقالغان، لازېر قوزغىغان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ كۈچلۈكلۈكى لازېر نۇرىنىڭ سۈمۈرۈلۈشى نۇقتىسىغا يېقىن جايدا يۇقىرى دەرىجىدە مەركەزلەشكەن. SLM پاراشوك قەۋىتىنى بىرىكتۈرۈش ماشىنىسىدا ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنى ئىشلىتىش مۇرەككەپ، چۈنكى لازېر نۇرىغا ئۇچرىغان پاراشوك قەۋىتىنىڭ ئۈستۈنكى يۈزى مۇقىم تۇرۇشى كېرەك. بۇنىڭدىن باشقا، زاپچاسنىڭ ئۈستۈنكى يۈزىدە مېخانىكىلىق بېسىم يوق. شۇڭلاشقا، ئاۋاز بېسىمى نۆلگە يېقىن، زەررىچە سۈرئىتى زاپچاسنىڭ پۈتكۈل ئۈستۈنكى يۈزىدە ئەڭ چوڭ ئامپلىتۇدىغا ئىگە. پۈتۈن ئېرىتىلگەن كۆلچەك ئىچىدىكى ئاۋاز بېسىمى كەپشەرلەش بېشى ھاسىل قىلغان ئەڭ چوڭ بېسىمنىڭ %0.1 تىن ئېشىپ كەتمەسلىكى كېرەك، چۈنكى داتلاشماس پولاتتا چاستوتا 20 kHz بولغان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ دولقۇن ئۇزۇنلۇقى \(\sim 0.3~\text {m}\)، چوڭقۇرلۇقى ئادەتتە \(\sim 0.3~\text {mm}\\ دىن تۆۋەن بولىدۇ. شۇڭا، ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ بوشلۇققا بولغان تەسىرى كىچىك بولۇشى مۇمكىن.
شۇنىڭغا دىققەت قىلىش كېرەككى، بىۋاسىتە لازېر مېتال قويۇشتا كۈچلۈكلۈك مودۇلياتسىيەلەنگەن لازېر نۇرلىنىشىنى ئىشلىتىش ئاكتىپ تەتقىقات ساھەسى ھېسابلىنىدۇ35،36،37،38.
لازېر نۇرىنىڭ مۇھىتقا چۈشكەن ئىسسىقلىق تەسىرى ماتېرىيال بىر تەرەپ قىلىشتىكى دېگۈدەك بارلىق لازېر تېخنىكىلىرىنىڭ 39، 40 ئاساسى بولۇپ، مەسىلەن كېسىش41، كەپشەرلەش، قاتتىقلاشتۇرۇش، بۇرغىلاش42، يۈزنى تازىلاش، يۈزنى قېتىشتۇرۇش، يۈزنى سىلىقلاش43 قاتارلىقلار. لازېرنىڭ ئىجاد قىلىنىشى ماتېرىيال بىر تەرەپ قىلىش تېخنىكىسىدىكى يېڭى تەرەققىياتلارنى قوزغىدى، دەسلەپكى نەتىجىلەر نۇرغۇن باھالاش ۋە مونوگرافىيەلەردە خۇلاسىلەندى44، 45، 46.
شۇنىڭغا دىققەت قىلىش كېرەككى، سۇنى سۈمۈرگۈچكە ئۇزاققىچە تەسىر كۆرسىتىش قاتارلىق مۇھىتقا بولغان ھەر قانداق مۇقىمسىز تەسىر، ئۇنىڭدىكى ئاۋاز دولقۇنلىرىنىڭ ئاز-تولا ئۈنۈملۈك قوزغىلىشىغا ئېلىپ كېلىدۇ. دەسلەپتە، ئاساسلىق دىققەت سۇيۇقلۇقلاردىكى دولقۇنلارنىڭ لازېر قوزغىلىشى ۋە ئاۋازنىڭ ھەر خىل ئىسسىقلىق قوزغىتىش مېخانىزمىغا (ئىسسىقلىق كېڭىيىشى، پارغا ئايلىنىشى، باسقۇچ ئۆزگىرىشى جەريانىدا ھەجىم ئۆزگىرىشى، قىسقىرىشى قاتارلىقلار) مەركەزلەشكەن. 47، 48، 49. نۇرغۇن مونوگرافىيەلەر 50، 51، 52 بۇ جەرياننىڭ نەزەرىيەۋى تەھلىلى ۋە ئۇنىڭ ئەمەلىي قوللىنىلىشىنى تەمىنلەيدۇ.
بۇ مەسىلىلەر كېيىن ھەر خىل يىغىنلاردا مۇزاكىرە قىلىندى، ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ لازېرلىق قوزغىتىشى لازېر تېخنىكىسىنىڭ سانائەت قوللىنىشچانلىقىدا53 ۋە تېبابەتتە54 قوللىنىلىدۇ. شۇڭلاشقا، ئىمپۇلسلىق لازېر نۇرىنىڭ سۈمۈرگۈچ مۇھىتقا تەسىر كۆرسىتىش جەريانىنىڭ ئاساسىي ئۇقۇمى بېكىتىلگەن دەپ قاراشقا بولىدۇ. لازېرلىق ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى تەكشۈرۈشى SLM ئىشلەپچىقارغان ئەۋرىشكىلەرنىڭ نۇقسانلىرىنى بايقاش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ55،56.
لازېر ھاسىل قىلغان سوقۇش دولقۇنىنىڭ ماتېرىياللارغا بولغان تەسىرى لازېر سوقۇش پوستىنىڭ ئاساسى بولۇپ، قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىلغان زاپچاسلارنىڭ يۈزەكى بىر تەرەپ قىلىنىشىدىمۇ ئىشلىتىلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، لازېر سوقۇش كۈچىنى ئاشۇرۇش نانوسېكۇندلۇق لازېر ئىمپۇلسلىرى ۋە مېخانىكىلىق يۈكلەنگەن يۈزلەردە (مەسىلەن، سۇيۇقلۇق قەۋىتى بىلەن) ئەڭ ئۈنۈملۈك بولىدۇ. 59 چۈنكى مېخانىكىلىق يۈكلەش چوققا بېسىمنى ئاشۇرىدۇ.
قاتتىقلاشقان ماتېرىياللارنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىغا ھەر خىل فىزىكىلىق مەيدانلارنىڭ تەسىرىنى تەكشۈرۈش ئۈچۈن تەجرىبە ئېلىپ بېرىلدى. تەجرىبە قۇرۇلمىسىنىڭ فۇنكسىيە دىئاگراممىسى 1-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. ئەركىن ھەرىكەت ھالىتىدە ئىشلەيدىغان ئىمپۇلسلىق Nd:YAG قاتتىق ھالەتلىك لازېر ئىشلىتىلدى (ئىمپۇلس ۋاقتى \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\ )) . ھەر بىر لازېر ئىمپۇلسى بىر قاتار نېيترال زىچلىق سۈزگۈچلىرى ۋە نۇر بۆلگۈچ تاختا سىستېمىسىدىن ئۆتكۈزۈلىدۇ. نېيترال زىچلىق سۈزگۈچلىرىنىڭ بىرىكمىسىگە ئاساسەن، نىشاندىكى ئىمپۇلس ئېنېرگىيەسى \(E_L \sim 20~\text {mJ}\) دىن \(E_L \sim 100~\text {mJ}\) گىچە ئۆزگىرىدۇ. نۇر بۆلگۈچتىن قايتۇرۇلغان لازېر نۇرى بىرلا ۋاقىتتا سانلىق مەلۇمات توپلاش ئۈچۈن فوتودىئودقا بېرىلىدۇ، نىشانغا چۈشكەن ۋە ئۇنىڭدىن قايتۇرۇلغان نۇرنى بېكىتىش ئۈچۈن ئىككى كالورىمېتىر (ئۇزۇن جاۋاب قايتۇرۇش ۋاقتى \(1~\text {ms}\) دىن ئاشىدىغان فوتودىئود) ۋە ئىككى قۇۋۋەت ئۆلچەش ئەسۋابى (قىسقا جاۋاب قايتۇرۇش ئىقتىدارىغا ئىگە فوتودىئود) ئىشلىتىلىدۇ. ۋاقىت\(<10~\text {ns}\)) ئارقىلىق چۈشىدىغان ۋە قايتۇرۇلغان ئوپتىكىلىق قۇۋۋەتنى بەلگىلىدى. كالورىيە ئۆلچەش ئەسۋابى ۋە قۇۋۋەت ئۆلچەش ئەسۋابلىرى Gentec-EO XLP12-3S-H2-D0 تېرموپىل دېتېكتورى ۋە ئۈلگە ئورنىغا ئورنىتىلغان دىئېلېكترىك ئەينەك ئارقىلىق ئابسولۇت بىرلىكتىكى قىممەتلەرنى بېرىش ئۈچۈن كالىبرلاندى. نۇرنى نىشانغا مەركەزلەشتۈرۈش ئۈچۈن، لىنزا (ئەكىس ئەتتۈرۈشكە قارشى قاپلاش 1.06 m)، فوكۇس ئارىلىقى 160 mm) ۋە نىشان يۈزىدىكى نۇرنىڭ بەل ئۇزۇنلۇقى 60–100 m) ئىشلىتىلىدۇ.
تەجرىبە قۇرۇلمىسىنىڭ فۇنكسىيەلىك سىخېما دىئاگراممىسى: 1-لازېر؛ 2-لازېر نۇرى؛ 3-نېيترال زىچلىق سۈزگۈچ؛ 4-سىنخرونلاشتۇرۇلغان فوتودىئود؛ 5-نۇر بۆلگۈچ؛ 6-دىئافراگما؛ 7-تۇشقان نۇرنىڭ كالورىمېتىرى؛ 8-قايتا چۈشكەن نۇرنىڭ كالورىمېتىرى؛ 9-تۇشقان نۇرنىڭ قۇۋۋىتى ئۆلچەش ئەسۋابى؛ 10-قايتا چۈشكەن نۇرنىڭ قۇۋۋىتى ئۆلچەش ئەسۋابى؛ 11-فوكۇسلاش لىنزىسى؛ 12-ئەينەك؛ 13-ئەۋرىزە؛ 14-كەڭ بەلباغلىق پىئېزوئېلېكترلىق ئۆزگەرتكۈچ؛ 15-2D ئۆزگەرتكۈچ؛ 16-ئورۇنلاشتۇرۇش مىكرو كونتروللىغۇچ؛ 17-سىنخرونلاشتۇرۇش ئۈسكۈنىسى؛ 18-ھەر خىل ئەۋرىشكە ئېلىش سۈرئىتىگە ئىگە كۆپ قاناللىق رەقەملىك ئېلىش سىستېمىسى؛ 19-شەخسىي كومپيۇتېر.
ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى بىر تەرەپ قىلىش تۆۋەندىكىدەك ئېلىپ بېرىلىدۇ. لازېر ئەركىن ھەرىكەت ھالىتىدە ئىشلەيدۇ؛ شۇڭا لازېر ئىمپۇلسىنىڭ ئۇزۇنلۇقى \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\) بولۇپ، ھەر بىرى تەخمىنەن \(1.5~\upmu \text {s}\) بولغان كۆپ قېتىملىق ئۇزۇنلۇقتىن تەركىب تاپىدۇ. لازېر ئىمپۇلسىنىڭ ۋاقىت شەكلى ۋە ئۇنىڭ سپېكتىرى تۆۋەن چاستوتالىق قاپ ۋە يۇقىرى چاستوتالىق مودۇلياتسىيەدىن تەركىب تاپقان بولۇپ، ئوتتۇرىچە چاستوتىسى تەخمىنەن \(0.7~\text {MHz}\)، 2-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك.- چاستوتا قاپى ماتېرىيالنىڭ قىزىتىلىشى ۋە كېيىنكى ئېرىشى ۋە پارغا ئايلىنىشىنى تەمىنلەيدۇ، يۇقىرى چاستوتا تەركىبى بولسا فوتوئاكۇستىك ئۈنۈم سەۋەبىدىن ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى تەۋرىنىشىنى تەمىنلەيدۇ. لازېر تەرىپىدىن ھاسىل قىلىنغان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ دولقۇن شەكلى ئاساسلىقى لازېر ئىمپۇلسىنىڭ كۈچلۈكلۈكىنىڭ ۋاقىت شەكلى بىلەن بەلگىلىنىدۇ. ئۇ \(7~\text {kHz}\) دىن \(2~\text {MHz}\) گىچە، مەركىزىي چاستوتا \(~ 0.7~\text {MHz}\). فوتوئاكۇستىك ئېففېكت سەۋەبىدىن كېلىپ چىققان ئاۋاز ئىمپۇلسلىرى پولىۋىنىلدېن فتور پەردىسىدىن ياسالغان كەڭ بەلباغلىق پىيېزوئېلېكتر ئۆزگەرتكۈچلەر ئارقىلىق خاتىرىلەنگەن. خاتىرىلەنگەن دولقۇن شەكلى ۋە ئۇنىڭ سپېكتىرى 2-رەسىمدە كۆرسىتىلگەن. لازېر ئىمپۇلسلىرىنىڭ شەكلى ئەركىن ھەرىكەتلىنىدىغان لازېرنىڭ تىپىك شەكلى ئىكەنلىكىنى ئەسكەرتىش كېرەك.
لازېر ئىمپۇلسىنىڭ كۈچلۈكلۈكى (a) ۋە ئەۋرىشكىنىڭ ئارقا يۈزىدىكى ئاۋاز سۈرئىتىنىڭ ۋاقىت تەقسىملىنىشى (b)، لازېر ئىمپۇلسىنىڭ سپېكتىرى (c) ۋە ئۇلترا ئاۋاز ئىمپۇلسىنىڭ (d) بىر لازېر ئىمپۇلسى ئۈچۈن ئوتتۇرىچە 300 لازېر ئىمپۇلسىدىن (قىزىل ئەگرى سىزىق) ئېشىپ كەتكەن (كۆك ئەگرى سىزىق).
بىز لازېر ئىمپۇلسىنىڭ تۆۋەن چاستوتا قاپىقى ۋە يۇقىرى چاستوتا مودۇلياتسىيەسىگە ماس كېلىدىغان ئاۋاز بىر تەرەپ قىلىشنىڭ تۆۋەن چاستوتا ۋە يۇقىرى چاستوتا تەركىبلىرىنى ئېنىق پەرقلەندۈرەلەيمىز. لازېر ئىمپۇلس قاپىقى ھاسىل قىلغان ئاۋاز دولقۇنىنىڭ دولقۇن ئۇزۇنلۇقى \(40~\text {cm}\ دىن ئېشىپ كېتىدۇ؛ شۇڭا، ئاۋاز سىگنالىنىڭ كەڭ بەلباغلىق يۇقىرى چاستوتا تەركىبلىرىنىڭ مىكرو قۇرۇلمىغا بولغان ئاساسلىق تەسىرى مۆلچەرلەنمەكتە.
SLM دىكى فىزىكىلىق جەريانلار مۇرەككەپ بولۇپ، ئوخشىمىغان بوشلۇق ۋە ۋاقىت ئۆلچىمىدە بىرلا ۋاقىتتا يۈز بېرىدۇ. شۇڭا، كۆپ ئۆلچەملىك ئۇسۇللار SLM نىڭ نەزەرىيەۋى ئانالىزى ئۈچۈن ئەڭ ماس كېلىدۇ. ماتېماتىكىلىق مودېللار دەسلەپتە كۆپ فىزىكىلىق بولۇشى كېرەك. ئاندىن ئىنېرت گاز ئاتموسفېراسى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدىغان كۆپ باسقۇچلۇق مۇھىت «قاتتىق-سۇيۇق ئېرىتمە» نىڭ مېخانىكىسى ۋە تېرموفىزىكىسىنى ئۈنۈملۈك تەسۋىرلىگىلى بولىدۇ. SLM دىكى ماتېرىيال تېرمو يۈكىنىڭ خاراكتېرى تۆۋەندىكىچە.
يەرلىك لازېر نۇرى تەسىرىدە قىزىتىش ۋە سوۋۇتۇش سۈرئىتى \(10^{13}~\text {W} cm}^2\) گىچە بولىدۇ، بۇنىڭ سەۋەبى يەرلىك لازېر نۇرى تەسىرىدە \(10^6~\text {K}/\text {s}\) /\text{ غىچە بولىدۇ.
ئېرىش-قاتتىقلىشىش دەۋرى 1 دىن \(10~\text {ms}\) گىچە داۋاملىشىدۇ، بۇ سوۋۇتۇش جەريانىدا ئېرىش رايونىنىڭ تېز قېتىشىشىغا تۆھپە قوشىدۇ.
ئۈلگە يۈزىنى تېز قىزىتىش يۈزە قەۋىتىدە يۇقىرى تېرموئېلاستىك كۈچ ھاسىل قىلىدۇ. پاراشوك قەۋىتىنىڭ يېتەرلىك (%20 گىچە) قىسمى كۈچلۈك پارغا ئايلىنىدۇ63، بۇ لازېرلىق ئابلياتسىيەگە جاۋابەن يۈزەگە قوشۇمچە بېسىم يۈكىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. نەتىجىدە، قوزغىتىلغان كۈچلىنىش قىسىمنىڭ گېئومېتىرىيەسىنى، بولۇپمۇ يېقىن تىرەكلەر ۋە نېپىز قۇرۇلما ئېلېمېنتلىرىنى زور دەرىجىدە بۇرمىلايدۇ. ئىمپۇلسلۇق لازېرلىق قىزىتىشتىكى يۇقىرى قىزىتىش سۈرئىتى يۈزدىن ئاساسىي قاتلامغا تارقىلىدىغان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ ھاسىل بولۇشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. يەرلىك كۈچلىنىش ۋە كۈچلىنىش تارقىلىشى توغرىسىدا توغرا مىقدار سانلىق مەلۇماتلىرىغا ئېرىشىش ئۈچۈن، ئىسسىقلىق ۋە ماسسا يۆتكىلىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك ئېلاستىك دېفورماتسىيە مەسىلىسىنىڭ مېزوسكوپ سىمۇلياتسىيەسى ئېلىپ بېرىلىدۇ.
مودېلنىڭ باشقۇرۇش تەڭلىمىلىرى تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ: (1) ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى باسقۇچ ھالىتى (پاراشوك، ئېرىتمە، كۆپ كىرىستاللىق) ۋە تېمپېراتۇرىغا باغلىق بولغان مۇقىمسىز ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈش تەڭلىمىلىرى، (2) ئۈزلۈكسىز ئابلاتسىيەدىن كېيىنكى ئېلاستىك دېفورماسىيەنىڭ تەۋرىنىشى ۋە تېرموئېلاستىك كېڭىيىش تەڭلىمىسى. چېگرا قىممىتى مەسىلىسى تەجرىبە شارائىتى ئارقىلىق بېكىتىلىدۇ. مودۇلياتسىيەلەنگەن لازېر ئېقىمى ئۈلگە يۈزىدە ئېنىقلىنىدۇ. كونۋېكتىپ سوۋۇتۇش ئۆتكۈزگۈچ ئىسسىقلىق ئالماشتۇرۇش ۋە پارغا ئايلىنىش ئېقىمىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ماسسا ئېقىمى پارغا ئايلىنىۋاتقان ماتېرىيالنىڭ تويۇنغان پار بېسىمىنى ھېسابلاش ئاساسىدا بېكىتىلىدۇ. تېرموئېلاستىك بېسىم-دېفورما مۇناسىۋىتى تېرموئېلاستىك بېسىم تېمپېراتۇرا پەرقى بىلەن ماس كېلىدىغان ئەھۋالدا ئىشلىتىلىدۇ. ئۈنۈملۈك نۇر دىئامېتىرىنىڭ نامدىكى قۇۋۋىتى \(300~\text {W}\)، چاستوتا \(10^5~\text {Hz}\)، ئۈزۈلمە كوئېففىتسېنتى 100 ۋە \(200~\upmu \text {m}\) ئۈچۈن.
3-رەسىمدە ماكروسكوپ ماتېماتىكىلىق مودېل ئارقىلىق ئېرىتىلگەن رايوننىڭ سانلىق سىمۇلياتسىيە نەتىجىسى كۆرسىتىلدى. ئېرىتىش رايونىنىڭ دىئامېتىرى \(200~\upmu \text {m}\) (\(100~\upmu \text {m}\) رادىئۇس) ۋە \(40~\upmu \text {m}\) چوڭقۇرلۇقتا. سىمۇلياتسىيە نەتىجىسى شۇنى كۆرسىتىدۇكى، يۈزەكى تېمپېراتۇرا ئىمپۇلس مودۇلياتسىيەسىنىڭ يۇقىرى ئۈزۈلمە ئامىلى سەۋەبىدىن \(100~\text {K}\) ۋاقىتقا ئەگىشىپ يەرلىكتە ئۆزگىرىدۇ. قىزىتىش \(V_h\) ۋە سوۋۇتۇش \(V_c\) سۈرئىتى ئايرىم-ئايرىم ھالدا \(10^7\) ۋە \(10^6~\text {K}/\text {s}\) تەرتىپىدە. بۇ قىممەتلەر ئالدىنقى تەھلىلىمىز بىلەن ياخشى ماس كېلىدۇ64. \(V_h\) بىلەن \(V_c\) ئوتتۇرىسىدىكى چوڭلۇق پەرقى يۈزەكى قەۋەتنىڭ تېز قىزىپ كېتىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ، بۇ يەردە ئاساسىي قاتلامغا ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈش ئىسسىقلىقنى يوقىتىشقا يېتەرلىك بولمايدۇ. شۇڭا، \(t=26~\upmu دە \text {s}\) يۈزەكى تېمپېراتۇرا \(4800~\text {K}\) گىچە كۆتۈرۈلىدۇ. ماتېرىيالنىڭ كۈچلۈك پارغا ئايلىنىشى ئەۋرىشكە يۈزىنىڭ ئارتۇقچە بېسىمغا ئۇچراپ، سويۇلۇپ كېتىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.
316L ئۈلگە تاختىسىدا يەككە لازېر ئىمپۇلسلىق قىزىتىشنىڭ ئېرىش رايونىنىڭ سانلىق سىمۇلياتسىيە نەتىجىسى. ئىمپۇلسنىڭ باشلىنىشىدىن ئېرىگەن كۆلچەكنىڭ چوڭقۇرلۇقىغىچە بولغان ۋاقىت ئەڭ چوڭ قىممەتكە يېتىشى \(180~\upmu\text {s}\). ئىزوتېرما \(T = T_L = 1723~\text {K}\) سۇيۇق ۋە قاتتىق باسقۇچلار ئوتتۇرىسىدىكى چېگرانى كۆرسىتىدۇ. ئىزوبارلار (سېرىق سىزىقلار) كېيىنكى بۆلەكتە تېمپېراتۇرانىڭ فۇنكسىيەسى سۈپىتىدە ھېسابلىنىدىغان ئېقىش بېسىمىغا ماس كېلىدۇ. شۇڭلاشقا، ئىككى ئىزوبېرما \(T=T_L\) ۋە ئىزوبارلار \(sigma =\sigma _V(T)\)) ئارىسىدىكى دائىرىدە، قاتتىق باسقۇچ كۈچلۈك مېخانىكىلىق يۈككە ئۇچرايدۇ، بۇ مىكرو قۇرۇلمىدا ئۆزگىرىشلەرنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن.
بۇ ئۈنۈم 4a-رەسىمدە تېخىمۇ چوڭقۇر چۈشەندۈرۈلگەن بولۇپ، ئېرىگەن رايوندىكى بېسىم سەۋىيەسى ۋاقىت ۋە يۈزدىن بولغان ئارىلىقنىڭ فۇنكسىيەسى سۈپىتىدە سىزىلغان. بىرىنچىدىن، بېسىمنىڭ خۇسۇسىيىتى يۇقىرىدىكى 2-رەسىمدە تەسۋىرلەنگەن لازېر ئىمپۇلس كۈچلۈكلۈكىنىڭ تەڭشىلىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك. تەخمىنەن 10 ~ 10 MPa غا تەڭ بولغان ئەڭ يۇقىرى بېسىم تەخمىنەن 26 ~ 10 m³ دا كۆزىتىلدى. ئىككىنچىدىن، كونترول نۇقتىسىدىكى يەرلىك بېسىمنىڭ تەۋرىنىشى 500 ~ 10 kHz نىڭ چاستوتىسى بىلەن ئوخشاش تەۋرىنىش خۇسۇسىيىتىگە ئىگە. بۇ دېگەنلىك، ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى يۈزدە پەيدا بولۇپ، ئاندىن ئاساسىي قاتلامغا تارقىلىدۇ.
ئېرىش رايونىغا يېقىن دېفورماسىيە رايونىنىڭ ھېسابلىغان خاراكتېرى 4b-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. لازېر ئابلياتسىيەسى ۋە تېرموئېلاستىك بېسىم ئاساسىي قاتلامغا تارقىلىدىغان ئېلاستىك دېفورماسىيە دولقۇنلىرىنى ھاسىل قىلىدۇ. رەسىمدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، بېسىم پەيدا بولۇشنىڭ ئىككى باسقۇچى بار. بىرىنچى باسقۇچتا، مىسس بېسىمى يۈزەكى بېسىمغا ئوخشاش مودۇلياتسىيە بىلەن 8MPa غىچە ئۆرلەيدۇ. بۇ بېسىم لازېر ئابلياتسىيەسى سەۋەبىدىن يۈز بېرىدۇ، ھەمدە دەسلەپكى ئىسسىقلىق تەسىر قىلغان رايون بەك كىچىك بولغاچقا، كونترول نۇقتىلىرىدا تېرموئېلاستىك بېسىم كۆزىتىلمىدى. ئىسسىقلىق ئاساسىي قاتلامغا تارقالغاندا، كونترول نۇقتىسى 40MPa دىن يۇقىرى تېرموئېلاستىك بېسىم ھاسىل قىلىدۇ.
ئېرىشكەن مودۇلياتسىيەلىك بېسىم سەۋىيىسى قاتتىق-سۇيۇقلۇق چېگرىسىغا زور تەسىر كۆرسىتىدۇ ھەمدە قېتىش يولىنى كونترول قىلىش مېخانىزمى بولۇشى مۇمكىن. دېفورماسىيە رايونىنىڭ چوڭلۇقى ئېرىش رايونىنىڭ چوڭلۇقىدىن 2 ھەسسىدىن 3 ھەسسىگىچە چوڭ. 3-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، ئېرىش ئىزوتېرمىسىنىڭ ئورنى ۋە ئېقىش بېسىمىغا تەڭ بولغان بېسىم سەۋىيىسى سېلىشتۇرۇلىدۇ. بۇ دېگەنلىك، ئىمپۇلسلىق لازېر نۇرى يەرلىك رايونلاردا ئۈنۈملۈك دىئامېتىرى 300 دىن 800 مېتىرغىچە بولغان يۇقىرى مېخانىكىلىق يۈك بىلەن تەمىنلەيدۇ، بۇ ۋاقىتقا ئاساسەن ئۈنۈملۈك دىئامېتىرغا ئىگە.
شۇڭلاشقا، ئىمپۇلسلىق لازېرلىق قىزىتىشنىڭ مۇرەككەپ مودۇلياتسىيەسى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ئۈنۈمىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. مىكرو قۇرۇلمىنى تاللاش يولى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى يۈكلىمىگەن SLM بىلەن سېلىشتۇرغاندا پەرقلىنىدۇ. شەكىلسىز مۇقىمسىز رايونلار قاتتىق باسقۇچتا قىسىش ۋە سوزۇلۇش دەۋرىيلىكىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. شۇڭا، يېڭى دان چېگراسى ۋە ئاستى دان چېگراسىنىڭ شەكىللىنىشى مۇمكىن بولىدۇ. شۇڭا، تۆۋەندە كۆرسىتىلگەندەك، مىكرو قۇرۇلمىلىق خۇسۇسىيەتلەرنى قەستەن ئۆزگەرتكىلى بولىدۇ. ئېرىشكەن نەتىجىلەر ئىمپۇلس مودۇلياتسىيەسى ئارقىلىق ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ئارقىلىق ھەرىكەتلەندۈرۈلىدىغان SLM ئۈلگىسىنى لايىھىلەش پۇرسىتى بىلەن تەمىنلەيدۇ. بۇ خىل ئەھۋالدا، باشقا يەردە ئىشلىتىلگەن پىئېزوئېلېكتر ئىندۇكتورى 26 نى چىقىرىۋېتىشكە بولىدۇ.
(a) ۋاقىتنىڭ فۇنكسىيەسى سۈپىتىدە بېسىم، سىممېترىيە ئوقى بويىچە 0، 20 ۋە 40 مېتىرلىق يۈزدىن ئوخشىمىغان ئارىلىقتا ھېسابلىنىدۇ. (b) ۋاقىتقا باغلىق Von Mises بېسىمى، ئۈلگە يۈزىدىن 70، 120 ۋە 170 مېتىرلىق ئارىلىقتا قاتتىق ماترىتسادا ھېسابلىنىدۇ.
تەجرىبە AISI 321H داتلاشماس پولات تاختىلاردا ئېلىپ بېرىلدى، ئۇنىڭ ئۆلچىمى \(20 قېتىم 20 قېتىم 5 ~\text {mm}\). ھەر بىر لازېر ئىمپۇلسىدىن كېيىن، تاختا \(50 ~\upmu \text {m}\) ھەرىكەت قىلىدۇ، نىشان يۈزىدىكى لازېر نۇرىنىڭ بەل قىسمى تەخمىنەن \(100 ~\upmu \text {m}\\) بولىدۇ. بىر تەرەپ قىلىنغان ماتېرىيالنى داننى پىششىقلاش ئۈچۈن قايتا ئېرىتىشنى قوزغىتىش ئۈچۈن، ئوخشاش يولدا بەش قېتىمغىچە نۇر ئۆتۈشى ئېلىپ بېرىلىدۇ. بارلىق ئەھۋاللاردا، قايتا ئېرىتىلگەن رايون لازېر نۇرىنىڭ تەۋرىنىش تەركىبىگە ئاساسەن ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ئارقىلىق تەكشۈرۈلىدۇ. بۇ ئوتتۇرىچە دان كۆلىمىنى 5 ھەسسىدىن ئارتۇق قىسقارتىدۇ. 5-رەسىمدە لازېر ئېرىتىلگەن رايوننىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىنىڭ كېيىنكى قايتا ئېرىتىش دەۋرى (ئۆتكەل) سانىغا ئەگىشىپ قانداق ئۆزگىرىدىغانلىقى كۆرسىتىلگەن.
(a,d,g,j) ۋە (b,e,h,k) تارماق سىزىقلىرى – لازېر ئېرىتكەن رايونلارنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسى، (c,f,i,l) تارماق سىزىقلىرى – رەڭلىك دانچىلارنىڭ كۆلەم تەقسىملىنىشى. سايە گىستوگراممىنى ھېسابلاشتا ئىشلىتىلگەن زەررىچىلەرنى كۆرسىتىدۇ. رەڭلەر دانچىلار رايونلىرىغا ماس كېلىدۇ (گىستوگراممىنىڭ ئۈستىدىكى رەڭ بالدىقىغا قاراڭ. تارماق سىزىقلار (ac) بىر تەرەپ قىلىنمىغان داتلاشماس پولاتقا، تارماق سىزىقلار (df)، (gi)، (jl) 1، 3 ۋە 5 قايتا ئېرىتىشكە ماس كېلىدۇ.
لازېر ئىمپۇلس ئېنېرگىيەسى كېيىنكى ئۆتۈشلەر ئارىسىدا ئۆزگەرمىگەچكە، ئېرىگەن رايوننىڭ چوڭقۇرلۇقى ئوخشاش بولىدۇ. شۇڭا، كېيىنكى قانال ئالدىنقىسىنى پۈتۈنلەي «قاپلايدۇ». قانداقلا بولمىسۇن، گىستوگراممىدا ئوتتۇرىچە ۋە ئوتتۇرا دانچە كۆلىمىنىڭ ئۆتۈش سانىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ ئازىيىدىغانلىقى كۆرسىتىلدى. بۇ لازېرنىڭ ئېرىگەنگە ئەمەس، بەلكى ئاساسىي قاتلامغا تەسىر كۆرسىتىۋاتقانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىشى مۇمكىن.
داننىڭ پاكىزلىنىشى ئېرىتىلگەن كۆلچەكنىڭ تېز سوۋۇشىدىن كېلىپ چىقىشى مۇمكىن65. يەنە بىر يۈرۈش تەجرىبە ئېلىپ بېرىلدى، بۇ تەجرىبە جەريانىدا داتلاشماس پولات تاختىلارنىڭ (321H ۋە 316L) يۈزى ئاتموسفېرادا (6-رەسىم) ۋە ۋاكۇئۇمدا (7-رەسىم) ئۈزلۈكسىز دولقۇن لازېر رادىئاتسىيەسىگە ئۇچرىتىلدى. ئوتتۇرىچە لازېر قۇۋۋىتى (ئايرىم-ئايرىم ھالدا 300 W ۋە 100 W) ۋە ئېرىتىلگەن كۆلچەك چوڭقۇرلۇقى Nd:YAG لازېرنىڭ ئەركىن يۈرۈش ھالىتىدىكى تەجرىبە نەتىجىلىرىگە يېقىن. قانداقلا بولمىسۇن، تىپىك تۈۋرۈك شەكىللىك قۇرۇلما كۆزىتىلدى.
ئۈزلۈكسىز دولقۇنلۇق لازېرنىڭ لازېر ئېرىتكەن رايونىنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسى (300 W تۇراقلىق قۇۋۋەت، 200 mm/s سىكانىرلاش سۈرئىتى، AISI 321H داتلاشماس پولات).
(a) مىكرو قۇرۇلما ۋە (b) ئۈزلۈكسىز دولقۇن لازېرى (100 W تۇراقلىق قۇۋۋەت، 200 mm/s سىكانىرلاش سۈرئىتى، AISI 316L داتلاشماس پولات) ئارقىلىق ۋاكۇئۇم ئىچىدە لازېر ئېرىتىلگەن رايوننىڭ ئېلېكترون ئارقا چېچىلىش دىفراكسىيە رەسىملىرى \ (\sim 2~\text {mbar}\).
شۇڭلاشقا، لازېر ئىمپۇلس كۈچلۈكلۈكىنىڭ مۇرەككەپ مودۇلياتسىيەسىنىڭ ھاسىل بولغان مىكرو قۇرۇلمىغا زور تەسىر كۆرسىتىدىغانلىقى ئېنىق كۆرسىتىلدى. بىز بۇ تەسىرنىڭ مېخانىكىلىق خاراكتېرگە ئىگە ئىكەنلىكىگە ۋە ئېرىتمىنىڭ نۇرلانغان يۈزىدىن ئەۋرىشكە چوڭقۇر قىسمىغا تارقىلىدىغان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ پەيدا بولۇشى سەۋەبىدىن يۈز بېرىدىغانلىقىغا ئىشىنىمىز. ئوخشاش نەتىجىلەر 13، 26، 34، 66، 67-بەتلەردە تاشقى پىئېزوئېلېكتر ئۆزگەرتكۈچ ۋە ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ئارقىلىق Ti-6Al-4V قېتىشمىسى 26 ۋە داتلاشماس پولات 34 قاتارلىق ھەر خىل ماتېرىياللاردا يۇقىرى كۈچلۈك ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى بىلەن تەمىنلەيدىغان نەتىجىلەرگە ئېرىشتى. مۇمكىن بولغان مېخانىزم تۆۋەندىكىدەك پەرەز قىلىنىدۇ. كۈچلۈك ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ئاۋاز بوشلۇقىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن، بۇنى ئۇلترا تېزلىكتىكى سىنخروترون رېنتىگېن نۇرى رەسىملىرىدە كۆرسىتىشكە بولىدۇ. بوشلۇق كۆپۈكچىلىرىنىڭ يىقىلىشى ئېرىتىلگەن ماتېرىيالدا سوقۇلۇش دولقۇنىنى پەيدا قىلىدۇ، ئۇنىڭ ئالدى بېسىمى تەخمىنەن 100 ~ 69 گە يېتىدۇ. بۇنداق سوقۇلۇش دولقۇنلىرى كۆپ مىقداردىكى سۇيۇقلۇقلاردا مۇھىم چوڭلۇقتىكى قاتتىق باسقۇچلۇق يادرولارنىڭ شەكىللىنىشىنى ئىلگىرى سۈرۈپ، ئادەتتىكى تۈۋرۈك شەكىللىك دانچە قۇرۇلمىسىنى بۇزۇۋېتىدىغان دەرىجىدە كۈچلۈك بولۇشى مۇمكىن. قاتلاممۇ-قاتلام قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش.
بۇ يەردە، بىز كۈچلۈك ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ئارقىلىق قۇرۇلمىنى ئۆزگەرتىشكە مەسئۇل يەنە بىر مېخانىزمنى ئوتتۇرىغا قويدۇق. قاتتىقلاشقاندىن كېيىن، ماتېرىيال ئېرىش نۇقتىسىغا يېقىن يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا بولىدۇ ۋە ئىنتايىن تۆۋەن مەھسۇلات بېسىمىغا ئىگە. كۈچلۈك ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى سۇلياۋ ئېقىمىنىڭ قىزىق، يېڭى قېتىپ قالغان ماتېرىيالنىڭ دانچە قۇرۇلمىسىنى ئۆزگەرتىشىگە سەۋەب بولۇشى مۇمكىن. قانداقلا بولمىسۇن، مەھسۇلات بېسىمىنىڭ تېمپېراتۇرىغا باغلىقلىقى توغرىسىدىكى ئىشەنچلىك تەجرىبە سانلىق مەلۇماتلىرى \(T\lessim 1150~\text {K}\) دا بار (8-رەسىمگە قاراڭ). شۇڭلاشقا، بۇ پەرەزنى سىناق قىلىش ئۈچۈن، بىز ئېرىش نۇقتىسىغا يېقىن مەھسۇلات بېسىمىنىڭ خاراكتېرىنى باھالاش ئۈچۈن AISI 316 L پولاتقا ئوخشاش Fe-Cr-Ni تەركىبىنىڭ مولېكۇلا دىنامىكىسى (MD) سىمۇلياتسىيەسىنى ئېلىپ باردۇق. مەھسۇلات بېسىمىنى ھېسابلاش ئۈچۈن، بىز 70، 71، 72، 73-بەتلەردە تەپسىلىي بايان قىلىنغان MD قىرقىش بېسىمىنى بوشىتىش تېخنىكىسىنى ئىشلەتتۇق. ئاتوملار ئارا ئۆز-ئارا تەسىر ھېسابلاش ئۈچۈن، بىز 74-بەتتىكى كىرگۈزۈلگەن ئاتوم مودېلىنى (EAM) ئىشلەتتۇق. MD سىمۇلياتسىيەلىرى LAMMPS كودلىرى 75، 76 ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلدى. MD سىمۇلياتسىيەلىرىنىڭ تەپسىلاتلىرى ئېلان قىلىنىدۇ. باشقا يەردە. تېمپېراتۇرا فۇنكسىيەسى سۈپىتىدە مەھسۇلات بېسىمىنىڭ MD ھېسابلاش نەتىجىسى، مەۋجۇت تەجرىبە سانلىق مەلۇماتلىرى ۋە باشقا باھالاشلار بىلەن بىرلىكتە 8-رەسىمدە كۆرسىتىلدى77،78،79،80،81،82.
AISI دەرىجىلىك 316 ئاۋستېنىتلىق داتلاشماس پولاتنىڭ مەھسۇلات مىقدارى بېسىمى ۋە مودېل تەركىبىنىڭ MD سىمۇلياتسىيەسى ئۈچۈن تېمپېراتۇرىغا سېلىشتۇرغاندا ئۆزگىرىشى. پايدىلىنىش ماتېرىياللىرىدىن ئېلىنغان تەجرىبە ئۆلچەشلىرى: (a) 77، (b) 78، (c) 79، (d) 80، (e) 81. (f)82 لازېر ياردەملىك قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا سىزىق ئىچىدىكى بېسىم ئۆلچەش ئۈچۈن مەھسۇلات مىقدارى بېسىمى-تېمپېراتۇرىغا باغلىق بولغان ئەمەلىي مودېل. بۇ تەتقىقاتتىكى چوڭ كۆلەملىك MD سىمۇلياتسىيەسىنىڭ نەتىجىلىرى نۇقسانسىز چەكسىز يەككە كىرىستال ئۈچۈن \(\vartriangleft\) ۋە Hall-Petch مۇناسىۋىتى Dimensions\(d = 50~\upmu \text {m}\) ئارقىلىق ئوتتۇرىچە دان چوڭلۇقىنى ئويلاشقاندا چەكلىك دانچىلار ئۈچۈن \(\vartriangleright\) دەپ بەلگىلىنىدۇ.
كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، \(T>1500~\text {K}\) بولغاندا، ئېقىش بېسىمى \(40~\text {MPa}\) دىن تۆۋەنلەيدۇ. يەنە بىر تەرەپتىن، مۆلچەرلەرگە قارىغاندا، لازېر ئارقىلىق ھاسىل قىلىنغان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ ئامپلىتۇدىسى \(40~\text {MPa}\) دىن ئېشىپ كېتىدۇ (4b-رەسىمگە قاراڭ)، بۇ يېڭى قېتىپ قالغان قىزىق ماتېرىيالدا سۇلياۋ ئېقىمىنى پەيدا قىلىشقا يېتەرلىك.
SLM جەريانىدا 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) ئاۋستېنىتلىق داتلاشماس پولاتنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىنىڭ شەكىللىنىشى مۇرەككەپ كۈچلۈكلۈك مودۇلياتسىيەلىك ئىمپۇلسلۇق لازېر مەنبەسى ئارقىلىق تەجرىبە ئارقىلىق تەكشۈرۈلدى.
1، 3 ياكى 5 قېتىمدىن كېيىن ئۈزلۈكسىز لازېر قايتا ئېرىتىش سەۋەبىدىن لازېر ئېرىتىش رايونىدىكى دانچە چوڭلۇقىنىڭ كىچىكلىگەنلىكى بايقالدى.
ماكروسكوپ مودېللاشتۇرۇش نەتىجىسىدە، ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنىڭ دېفورماتسىيەسى قېتىش ئالدى تەرىپىگە ئىجابىي تەسىر كۆرسىتىشى مۇمكىن بولغان رايوننىڭ مۆلچەرلەنگەن چوڭلۇقى \(1~\text {mm}\) گىچە ئىكەنلىكى كۆرسىتىلدى.
مىكروسكوپلۇق MD مودېلى شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، AISI 316 ئاۋستېنىتلىق داتلاشماس پولاتنىڭ ئېقىشچانلىقى ئېرىش نۇقتىسىغا يېقىن جايدا \(40~\text {MPa}\) گىچە كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە تۆۋەنلەيدۇ.
قولغا كەلتۈرۈلگەن نەتىجىلەر مۇرەككەپ مودۇلياتسىيەلەنگەن لازېر بىر تەرەپ قىلىش ئارقىلىق ماتېرىياللارنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىنى كونترول قىلىش ئۇسۇلىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ ھەمدە ئىمپۇلسلىق SLM تېخنىكىسىنىڭ يېڭى ئۆزگەرتىشلىرىنى يارىتىشنىڭ ئاساسى بولالايدۇ.
Liu, Y. قاتارلىقلار. لازېرلىق تاللاشچان ئېرىتىش ئارقىلىق ئورنىدا TiB2/AlSi10Mg بىرىكمىلىرىنىڭ مىكرو قۇرۇلمىلىق تەرەققىياتى ۋە مېخانىكىلىق خۇسۇسىيەتلىرى [J].J. Alloys.compound.853, 157287. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
گاۋ، س. قاتارلىقلار. 316L داتلاشماس پولاتنى لازېر ئارقىلىق تاللاپ ئېرىتىشنىڭ دان چېگراسىنى قايتا كىرىستاللاشتۇرۇش قۇرۇلۇشى [J]. ئالما ماتېر ژۇرنىلى. 200، 366–377. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
چېن، X. ۋە چىيۇ، C. لازېر ئېرىتىلگەن تىتان قېتىشمىلىرىنى لازېر ئارقىلىق قايتا قىزىتىش ئارقىلىق سۇيۇقلۇقى ئاشۇرۇلغان ساندۋىچ مىكرو قۇرۇلمىسىنى ئورنىدا تەرەققىي قىلدۇرۇش. ئىلىم-پەن. 10-نومۇر، 15870. https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
ئازارنىيا، ئا. قاتارلىقلار. لازېرلىق مېتال چۆكمىسى (LMD) ئارقىلىق Ti-6Al-4V زاپچاسلىرىنى قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش: جەريان، مىكرو قۇرۇلما ۋە مېخانىكىلىق خۇسۇسىيەتلەر. J. Alloys.compound.804, 163–191. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
Kumara, C. قاتارلىقلار. 718 قېتىشمىسىنىڭ لازېرلىق مېتال پاراشوكى يۆنىلىشلىك ئېنېرگىيە چۆكمىسىنىڭ مىكرو قۇرۇلما مودېلى. ئىشلەپچىقارغۇچىغا قوشۇش.25، 357–364. https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.024 (2019).
بۇسېي، م. قاتارلىقلار. لازېرلىق سوقۇش ئارقىلىق بىر تەرەپ قىلىنغان قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىلغان ئەۋرىشكىلەرنىڭ پارامېتىرلىق نېيترون براگگ گىرۋەك رەسىمگە ئېلىش تەتقىقاتى.science.Rep. 11, 14919.https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
Tan, X. قاتارلىقلار. ئېلېكترون نۇرى ئېرىتىش ئارقىلىق قوشۇمچە ياسالغان Ti-6Al-4V نىڭ گرادىيېنتلىق مىكرو قۇرۇلمىسى ۋە مېخانىكىلىق خۇسۇسىيەتلىرى. Alma Mater Journal. 97, 1-16. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.06.036 (2015).